Facebook新AR/VR专利：Pancake透镜型显示组件的有源对准

在沉浸式头显领域，不少人相信Pancake透镜和波导是未来光学的两个潜在解决方案，这包括FacebookReality Labs的负责人迈克尔·亚伯拉什。

作为说明，Pancake透镜的得名主要源于其形状薄如“薄饼（pancake）”。但这个词没有一个明确的定义，尺寸标准没有统一规定，通常是用代指小巧轻便的薄型透镜。

Pancake透镜主要是通过基于偏振的反射将光学路径折叠成一个小空间。但是，你必须在外形尺寸和视场之间进行权衡。由于Pancake的工作方式，你可以产生一个非常宽的视场或一款非常紧凑的头显，但难以同时实现。

实际上，Facebook曾提交过多项关于Pancake型透镜和波导的专利申请。日前，美国专利商标局又公布了一份名为“Active Alignment Of Pancake Lens Based Display Assemblies（Pancake透镜型显示组件的有源对准）”的专利申请。

在传统的头显配置中，光学组件的一个或多个光学元件主要是通过一个或多个粘合元件固定。由于不同偏振元件之间需要满足相对较紧的公差以确保图像质量，用于Pancake型透镜的光学元件对准可能十分困难。

针对这个问题，Facebook构思了一种有源/主动对准方案。

专利描述的头显显示器组件包括Pancake透镜显示器组件。Pancake显示组件包括具有四分之一波片和部分反射表面的第一透镜、具有反射偏振器的第二透镜和显示器。

对准系统相对于第二透镜定位第一透镜，以使第二透镜的反射偏振器与第一透镜的四分之一波片对准。对准系统围绕光轴旋转第一透镜，以将四分之一波片定位在第一透镜上，并使得第二透镜上的四分之一波片和反射偏振器所处的角度能够令通过第二透镜及后续第一透镜的光线基本上是圆偏振。对准系统将第二透镜安装到透镜壳体上，使得四分之一波片处于相对于反射偏振器的角度。

在一个实施例中，对准系统使用将测试光引导通过第一透镜和第二透镜并达至传感器的测试显示器。在一个实施例中，传感器是摄像头。第一透镜的部分反射表面将测试光的第一部分发射到第二透镜。第二透镜的反射偏振器反射测试光的第一部分，但透射测试光的第二部分。摄像头捕获由测试光造成的拖影图像。对准系统通过一系列角度围绕相对于第二透镜的光轴旋转第一透镜，以识别第一透镜的四分之一波片的第一方向轴与第二透镜的反射偏振器的第二方向轴之间的角度。

在一个实施例中，对准系统使用测试照明源，所述测试照明源将测试光引导通过第二透镜，然后通过第一透镜并达至可确定测试光圆偏振量的圆偏振度计。对准系统通过一系列角度围绕相对于第二透镜的光轴旋转第一透镜，以识别第一透镜的四分之一波片的第一方向轴与第二透镜的反射偏振器的第二方向轴之间的角度。

通过上述的测量方式，系统可以确定Pancake型透镜的未对准，然后可以进行相关的光学对准操作。